JP2008505556A - テレビジョン視覚アートワーク発生システム及び方法 - Google Patents

Abstract

テレビジョン信号を、ディスプレイに表示されるパターン／アートワークへと変換するテレビジョン視覚アートワーク発生システム及び方法が提供される。

Description

本発明は、一般に、テレビジョンのパターンを発生するシステム及び方法に係り、より詳細には、テレビジョン信号を視覚アートワーク／パターンへと変換するデジタルシステムに係る。

優先権の請求：本出願は、参考としてここに援用する２００４年６月２９日に出願された「Television Visual Artwork Generation System and Method」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／５８４，４６５号に対して３５ＵＳＣ１１９（ｅ）及び１２０のもとで優先権を請求する。

テレビジョンからの光学的信号を視覚表示へと変換するのを許す従来のシステムが存在する。図１に示したように、このシステムは、テレビジョン１１のスクリーンの前面に取り付けるようにされたフレーム１２を有する。このフレーム１２は、ハンガー１５により位置保持された半透明パネル１３を有する。このパネルは、オープンセル２２のアレーを画成するパターンでセル壁２１から作られたグリッド１６を有する。このシステムでは、テレビジョン管から発せられる光がセルの後部開口に入り、セルを通して伝達されて、半透明パネル１３に当たる。このシステムでは、セルのグリッドアレーは、システムにより発生されるものとは異なる視覚映像を生じるように変更される。特に、グリッドの各セルの形状を変更することができる。

このシステムは、テレビジョンからの光学的信号を使用して視覚表示を発生するのを許すが、幾つかの顕著な欠点及び制限がある。第１に、このシステムは、テレビジョンにフレームを取り付けることを必要とするが、これは、厄介であると共に、ユーザが希望の視覚効果を得るようにテレビジョンにフレームを取り付けることを必要とする。第２に、このシステムは、テレビジョンにより発生された光学的信号を変化させるものであるから、ユーザがアレーにおけるセルのグリッドを変更しない限り、非常に限定された範囲の視覚効果しか与えることができない。第３に、テレビジョンを見るためには、ユーザがテレビジョンからフレームを除去しなければならない。従って、テレビジョンに視覚アートワーク／効果を発生するシステムであって、テレビジョン内のデジタル信号を変更し、視覚アートワーク／効果がテレビジョンスクリーンに直接表示されるようにするシステムを提供することが要望される。又、ユーザが視覚効果／アートワークモードと通常のテレビジョン視聴モードとの間を迅速に／容易にスイッチすることのできるシステムを提供することも要望される。従って、改良されたテレビジョン視覚アートワーク発生システム及び方法を提供することが要望され、本発明は、この目的に向けられる。

本発明のシステムは、ビデオコンテンツを、クロミナンス値及びルミナンス値をシフトするがそれをアピールする抽象的又は構造化映像へと変換する電子的ビデオ変換システムである。このシステムは、到来するビデオ信号（アナログ及び／又はデジタル）を中断及び変換し、そしてその変更されたビデオ信号を出力して、ピクセル化グリッド／マトリクスとしてリアルタイムで表示することができる。このシステムは、少なくとも幾つかの所定のマトリクス（各マトリクスは、幾何学的タイル配列のものから不規則なものへと見掛けが異なる）を視聴者の制御により選択できるようにし、各マトリクスは、テレビジョンスクリーンに異なる視覚効果を発生する。視聴者の制御は、最初は直接的であるが、その後は、赤外線（ＩＲ）リモートコントロール又は他の制御技術により行われてもよい。というのは、本発明は、特定の制御技術に限定されないからである。好ましい実施形態では、マトリクスは、テレビジョンフィールドを、所定数の、例えば、８０から１２０個のボーダーレスセルに細分化し、ここで、各セルは、サイズ／形状が均一であってもよいし、異なってもよい。各マトリクスにおけるセルは、各セルフィールド内の貢献ピクセルの集合的ルミナンス／クロミナンスを、そのセルフィールド内のピクセルのルミナンスの分散（明から暗へのグラデーション）に対して調整したものを表示することができる。このシステムは、異なるマトリクス間の遷移を許し、ここで、手動的又は半自動的に制御できる予めタイミング合せされた遷移を経てマトリクス選択遷移を生じることができる。このシステムは、テレビジョン受像機の外部装置でもよいし、又はテレビジョン受像機に組み込まれてもよい。又、このシステムは、既存のテレビジョン制御器とは独立して、全クロミナンス、色調及びコントラスト、又は他の視覚変更のための付加的な表示制御器をユーザに与えることもできる。このシステムは、テキストオーバーレイを含む予めプログラムされた追加又は交換のマトリクスパターンをユーザがシステムに入力するのを許すことができる。例えば、広告主が、本発明によるシステムに会社のロゴを組み込むのを許すことができる。

本発明は、テレビジョンの視覚アートワーク／効果発生システムに特に適用でき、この点に関して、本発明を説明する。しかしながら、本発明によるシステム及び方法は、視覚アートワーク／効果が表示される他の形式のデジタル又はアナログ表示装置にも利用できることが明らかであり、従って、本発明は、特定形式の表示装置に限定されない。

本発明によれば、このシステムは、ビデオコンテンツを、クロミナンス値及びルミナンス値をシフトするがそれをアピールする抽象的又は構造化映像へと変換する電子的ビデオ変換システムである。このシステムにより発生されるパターンの一例が図２に示されている。このシステムは、このシステムを実施するハードウェアの１つ以上の断片、及びこのハードウェアで実行されるソフトウェアの１つ以上の断片を含むことができる。本発明によれば、ハードウェアの出力は、オリジナルビデオに基づきリアルタイムでデジタル処理されたビデオストリームでなければならない。それにより生じる映像は、フィルタされた隣接セルの定義されたマトリクス（又はパターン）より成る。図３は、複数のセル２２が一緒にタイル配列されたマトリクス２０の一部分を例示する。この例では、セル２２は、異なる形状及びサイズを有する。好ましい実施形態では、マトリクスは、テレビジョンフィールドを、所定数、例えば、６０から１００個のボーダーレスセルへと細分化し、ここで、各セルは、サイズ／形状が均一であってもよいし異なってもよい。各マトリクスにおけるセルは、各セルフィールド内の貢献ピクセルの集合的ルミナンス／クロミナンスを、そのセルフィールド内のピクセルのルミナンスの分散（明から暗へのグラデーション）に対して調整したものを表示することができる。このシステムは、異なるマトリクス間の遷移を許し、ここで、手動的又は半自動的に制御できる予めタイミング合せされた分解を経てマトリクス選択遷移を生じることができる。本発明によれば、小さいセル２４は、一般に、そのエリア内のビデオ映像の平均値を保持し、一方、大きなセル２６は、それに関連したクロマ(chroma)及びルマ(luma)勾配をもつ傾向となる。その結果、到来するビデオ信号を処理するのに使用されるタイル配列セルのパターンが生じる。セル間の壁は、いかなるカラーでもよいし、又は未処理のビデオ信号で構成されてもよい（特定のマトリクス又は視聴者のコントローラの選択に基づいて）。

図４は、本発明による視覚効果発生システム３０の好ましい実施形態を示すブロック図である。このシステム３０は、種々の異なる技術を使用して実施することができる。例えば、このシステムは、ハードウェア及び埋め込まれたソフトウェアの組み合せとして実施されてもよいし、或いは本発明による視覚アートワーク方法がテレビジョンのプロセッサのようなプロセッサにより実行される一連のインストラクションであるような純粋なソフトウェアとして実施されてもよい。図５に示す実施例では、このシステムは、フィールドプログラム可能なゲートアレー（ＦＰＧＡ）、良く知られたメモリ、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ、及び良く知られたビデオエンコーダ／デコーダを使用して実施される。別の実施例では、このシステムは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実施されてもよい。テレビジョンシステムがテレビジョンの内側にパワフルなプロセッサをもつように開発された別の実施例では、テレビジョンのプロセッサは、視覚効果発生機能を実施する複数の行のソフトウェアコードを実行することができる。

システム３０は、視覚効果ジェネレータ３２と、この視覚効果ジェネレータに接続された記憶ユニット３４とを備えることができる。システムのハードウェア実施においては、記憶ユニットは、典型的なメモリデバイス、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭでよい。システムのソフトウェア実施においては、記憶ユニットは、プロセッサ又はデータ構造体に関連した既存のメモリデバイスでよい。このシステムは、典型的なテレビジョンビデオ信号を受信して、処理されたビデオを発生し、この処理されたビデオは、テレビジョンビデオ信号に基づいてシステムにより発生される合成視覚効果である。システム３０は、更に、到来するテレビジョンビデオ信号が視覚効果ジェネレータをバイパスするのを許し、ユーザが通常のテレビジョン番組を見られるようにするバイパスブロック（図示せず）を含んでもよい。例えば、システム３０がデアクチベートされると、通常のテレビジョン映像が示される。好都合にも、システム３０は、上述した従来のシステムとは異なり、システム３０を除去／切断せずに、ユーザが通常のテレビジョンを見るのを許す。ここで、視覚効果発生システムの実施例について説明する。

図５は、本発明による視覚効果発生システム３０のフィールドプログラム可能なゲートアレー（ＦＰＧＡ）実施例４０を示す図である。この実施例では、テレビジョンビデオ信号は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｔｕ．ｉｎｔ／ｒｅｃ／ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎから入手できる参考としてここに取り上げるRecommendation ITU-R BT. 656-4, Interfaces For Digital Component Video Signals in 525-line and 625-line Television Systems Operating at the 4:2:2 Level of Recommendation ITU-R BT.601 (Part A)に詳細に説明された良く知られたＢＴ．６５６を使用してエンコード／デコードされる。図示されたように、ＦＰＧＡは、最初に、到来するＢＴ．６５６フォーマットのビデオデータを入力／出力ブロック４２で受け容れ、そしてそれを、デジタルフィルタ及びフレームバッファを使用して処理し、これらバッファは、ここに例示するビットマップ設計では、部分的到来フレーム、平滑化ビデオ及び出力フレームを記憶するために必要とされる。データは、出力バッファ４４に保持され、やがて、ＢＴ．６５６フォーマットでビデオエンコーダへ転送される。より詳細には、ＦＰＧＡは、更に、パターンメモリ４６と、セル平均化フィルタ４８と、セル平滑化フィルタ５０と、出力ミクシング・フォーマットブロック５２と、システムへのユーザ入力を受け取るユーザインターフェイスブロック５４とを備えている。又、ＦＰＧＡは、入力バッファ５６、及び平滑化フレームバッファ５８も備えている。図示されたように、入力／出力ブロック４２は、セル平均化フィルタ、セル平滑化フィルタ、及び出力ミクシング・フォーマットブロックのオペレーションを制御することができる。又、入力／制御ブロックは、到来するデータを入力バッファ及びセル平均化フィルタへ分配することができる。又、セル平均化フィルタは、パターンメモリ４６からパターンデータ（特定のマトリクスに対する）を受け取ることもできる。又、パターンデータは、セル平滑化フィルタ５０及び出力ミクシング・フォーマットブロック５２の両方に与えることもできる。セル平均化フィルタの出力は、出力ミクシング・フォーマットブロック５２に与えることができる。セル平滑化フィルタ５０は、入力バッファ５６からデータを受け取って、平滑化されたデータを発生し、これは、平滑化フレームバッファ５８及び出力ミクシング・フォーマットブロック５２に記憶される。ユーザインターフェイスブロック５４は、ユーザがパターンメモリ４６を更新／制御するのを許し、例えば、メモリに新たなマトリクスを追加するのを許すと共に、セル平滑化フィルタ５０を制御／更新するのを許す。従って、本発明によれば、ビデオ信号フレームは、１）現在入力ピクセルがそれらのセルに対して平滑化され、２）ピクセル値がそれらのセルに対して累算され、そして３）平滑化フレームがそれらのセルのカラー及びルミナンス値に基づいて淡彩化(tint)されるように処理される。

図５に示す実施例では、セル平均化フィルタ及びセル平滑化フィルタの組み合せが使用される。この効果は、平滑化フィルタ解決策をセル平均化の概念と混合して、平滑化されたセル従属淡彩を生成することにより、発生される。しかしながら、本発明は、フィルタのこの組み合せに制限されない。例えば、システムは、所与のセル内の全てのピクセルルマ／クロマ値を加算し、それらの値を平均化し、そして各ピクセルに平均ピクセルルマ／クロマ値を割り当てるセル平均化フィルタだけを使用してもよい。又、システムは、ピクセル値の配列又は窓を取り上げ、スクリーンにわたってスライドし、そしてピクセル値をその最至近の近傍に基づいて計算する平均平滑化フィルタを使用してもよい。これは、セル平均化と同様であるが、スケールがより小さく、且つ所与のセルのボーダーとは独立した配列である。又、このシステムは、ピクセルをドロップしそして残りのピクセルの複写によりそれらに置き換えるスキップ及び充填平滑化フィルタを使用してもよい。又、このスキップ及び充填平滑化フィルタは、映像をぼかす効果を伴いフレーム又は線をスキップしてもよい。又、このシステムは、ガウス又は重み付け平滑化フィルタを使用してもよく、これは、平均フィルタに類似したものであるが、単一出力ピクセルを計算する際に、所与のピクセルから遠く離れたピクセルが、それより近いピクセルより小さく重み付けされる。又、このシステムは、平均又は平均化フィルタであるか或いは重み付け係数を有するが、所与のセルエリア内のピクセルしか考慮しないセルベースの平滑化フィルタだけを使用してもよい。

図５に示すように、セルベースの平滑化フィルタ５０、並びにルマ及びクロマセル平均化フィルタ４８は、到来するビデオデータストリームに対して並列に適用される。平滑化フィルタ５０は、最初に、平均又は平均化フィルタとして構成されてもよいが、重み付け係数に対して調整することもできる。小さなセルに対して、平滑化は、セル全体に対する平均化ルマ／クロマ値を生じさせる。大きなセルに対して、そのセルへマップされた前処理ビデオが、変化するルマ／クロマ値を有する場合には、平滑化フィルタは、セルにわたりスペクトル勾配を生成する。フィルタの出力は、平滑化されそしてセルの優勢なカラー及びルミナンスで淡彩化された結果を生じるように、ユーザ制御のもとで合成される。このシステムは、所与のルマ／クロマ値をパターンのボーダーに割り当てることができ、或いは未処置のビデオがボーダーに直接供給されてもよい。

図５に示すシステムにより発生されるパターンの一例が図２に示されている。ＦＰＧＡ４０は、上述したバイパス機能を含んでもよい。更に、ＦＰＧＡ４０（又はより一般的には、図４に示すシステム３０）は、ユーザが新たなマトリクス（新たな／異なるパターンを発生する）をダウンロードするか、或いは外部ソースからワイヤレス又はワイヤード接続を経てシステムへの他の変更を行なうのを許す。例えば、システム３０は、ユーザが、インターネットを経、ワイヤレス又はワイヤード接続を介してデータをダウンロードし、ハードディスクドライブ／フラッシュメモリ型ドライブからデータをダウンロードし、垂直基線消去インターバルのような既存のテレビジョン信号に埋め込まれたデータをダウンロードし、ＤｉｒｅｃＴＶ受像機のような外部装置を経てデータをダウンロードし、又はローカルパーソナルコンピュータからＵＳＢポートを経てシステム３０へデータをダウンロードするのを許す。

図６は、図５に示す入力／制御ブロック４２をより詳細に示す。ブロック４２は、更に、入力レジスタ、マルチプレクス及びＹ、Ｃｒ、Ｃｂデコードブロック６０、及びコントローラブロック６２を備えることができる。本発明の好ましい実施形態では、コントローラブロック６２は、図５に示すセル平均化フィルタ、セル平滑化フィルタ、及び出力ミクシング・フォーマットブロックのオペレーションを制御する限定ステートマシンを経て全プロセスのシーケンシングを支配する。入力ブロック６０は、到来するビデオ信号からフレーム開始（ＳＯＦ）、フレーム終了（ＥＯＦ）、アクティブ線開始（ＳＯＡＬ）、アクティブ線終了（ＥＯＡＬ）信号を検出し、そしてこれら信号をステートマシンへ転送する。次いで、ステートマシンは、これらの信号を使用して、状態をシーケンシングし、下流ブロックへ制御信号を適用して必要な処理を実行する。又、入力ブロック６０は、フォーマットされたピクセルデータを発生し、これは、図５に示す入力バッファ及びセル平均化フィルタへ転送される。又、入力制御器６０は、入力バッファに書き込みするときに、ピクセル、線又はフレームをドロップすることにより、映像を平滑化することができる。ピクセルをドロップすることは、メモリ内のピクセルを、その近隣があったところで複写することにより、達成される。従って、例えば、受信したピクセルを２つ又は４つのメモリ位置に書き込んで、ドロップされたストリーム内のピクセルに置き換えることができ、その効果は、映像をぼかすことになる。

パターンメモリ４６は、ビデオデータに適用されるべきパターンの定義を含む。パターン情報は、線当たり１組のパターン入力と共に記憶される。各パターンに対しメモリの入力が各線に現われる。例えば、５２５本の線のフレームに対して、各線が１２個のセルを通過する場合は、パターンメモリに６３００個の入力が存在する。

図７は、特定のパターン／マトリクスのためのパターンメモリのデータの一例で、入力７０は、ビデオ信号の線のパターンに対するものである。入力７０は、１つ以上のフィールド（例えば、形状番号フィールド７２、ピクセルカウントフィールド７４、未使用フィールド７６（後で使用するように用いられる）、線インデックスフィールド７８、最終線フィールド８０、及び線終了（ＥＯＬ）フィールド８２を含む）に分割される。これらフィールドは、セル境界に対するそれらのプロセスを制御するために平滑化及び平均化フィルタにより使用される。形状番号フィールド７２は、Ｃｙ、Ｃｂ及びＹに対して線のピクセル値をどのセルに割り当てるか知るために淡彩化フィルタにより使用される。ピクセルカウントフィールド７４は、セル内のピクセルの数を合計する演算ロジックにより使用される。線インデックスフィールド７８は、パターン入力を記憶するために次々の位置を使用しない場合にパターンデータを発生するソフトウェアにより使用される。最終線フィールド８０は、データが最終線であることを指示するフラグを含み、そしてＥＯＬフィールド８２は、次のパターンメモリ位置をアクセスするようにコントローラ６２に通知する線終了フラグを含む。最終線及びＥＯＬフラグが両方ともセットされると、フレームは完了となる。図８は、コントローラが次の線のスタートアドレスを決定するのを許すパターンメモリ内の次のパターンインデックスデータ９０の一例を示す。このデータ９０は、次の形状番号フィールド９２、次のパターンインデックスフィールド９４、及びファイル終了フィールド９６を含む。パターンメモリの値は、フレームの各線をスキャンして、遭遇する各セル境界に対して入力を書き込むソフトウェアプログラムでパターンをコンパイルすることにより生成される。このプログラムは、線の境界に到達したときに入力を発生する。次に、本発明によるデジタルフィルタを詳細に説明する。

図９は、図５に示すデジタルフィルタ４８、５０を詳細に示す。本発明によれば、これらデジタルフィルタは、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂ平面における平滑化及びセル平均化を遂行し、次いで、ミクシング・出力ロジック１００を使用して混合を遂行する。本発明によれば、各ルミナンス及びクロマ値（Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂ）に対して平滑化フィルタ及びセル平均化フィルタがあり、従って、この例では、全部で６個のフィルタがある。フィルタされたビデオデータ値は、最終出力を形成するようにマルチプレクスされる。セル平均化フィルタ及び平滑化フィルタからの出力の混合は、種々の割合で生じ得ることに注意されたい。

図１０及び１１は、本発明による平滑化フィルタを実施する平滑化方法を詳細に示す。平滑化フィルタ５０は、あるピクセルを中心とするアレーに基づく。図１０に示すように、ステップ１０２において、第１セルにおける中心ピクセル１１０（行２及び列２（Ｐｒ２ｃ２と注釈された）における）は、その中心ピクセルを中心とするピクセルのアレー（この例では５Ｘ５アレー）により取り巻かれる。本発明によれば、アレー内のピクセルデータが、ステップ１０４において、加算されて分割され（クロマ及びルマ値）、ステップ１０６においてアレーエリアに対する平均値を生じさせる。従って、ステップ１０６に示すように、この方法は、アレーにおけるピクセルルマ／クロマ値を加算し（ここに示す例では、２５の値）、次いで、その結果を値の数で除算して、平均値を発生する。この値が、次いで、中心のピクセルに割り当てられ、ステップ１０８に示すように、出力フレームバッファに記憶される。本発明によれば、ピクセル値が各クロックのたびに計算される。

この処理は、アレーの深さと同程度の線が、図５に示す入力バッファにバッファされて使用可能となることを必要とする。本発明によれば、アレーのサイズは、構成可能である。図１１に示すように、第１アレー１１２がバッファから読み取られ、中心ピクセルの値に到達するように処理される。このプロセスは、次のピクセルアレー１１４に対して、５ピクセルの次の列を読み取ることにより繰り返される。１つの行が完了すると、それがマトリクスに追加され、そして最上部の行がシフトオフされる。このフィルタは、最初、平均化又は平均フィルタとして構成される。しかしながら、本発明によれば、この平均フィルタに、ガウス係数又は種々の重み付け関数を与えることができる。更に、ボーダー置き換え機構と同様に、フィルタアレーサイズを調整することができる。

本発明によれば、平滑化フィルタは、特定の帯域巾要求を満足しなければならない。特に、今日の「標準」テレビジョンは、ＮＴＳＣ ＢＴ．６５６である。このＢＴ．６５６では、全フレームが８５８ｘ５２５ピクセルであり、７２０ｘ４８７がアクティブビデオ又は視聴可能なビデオとなる。１６ビットインターフェイスを１３．５ＭＨｚクロックと共に使用すると、８５８クロックサイクル／線となり、即ち８５８ｘ５２５=４５０，４５０／フレームとなる（しかしながら、７２０ｘ４８７=３５０，６４０個のアクティブビデオピクセルしかないことに注意されたい）。リアルタイム処理を達成するためには、ＦＰＧＡは、１３．５ＭＨｚのクロックレート即ち５３．３マイクロ秒で線当たり７２０個のサンプルを意味するワイヤ速度において全フレームを処理しなければならない。従って、帯域巾基準を満足する方法は、線又はピクセルのスキップ、並列処理、ビデオプロセッサにおけるクロック乗算、パイプライン処理、及び／又はデュアルポートＲＡＭの使用を含む。平滑化フィルタのリアルタイムスループットを達成する例は、１）４番目ごとのＢＴ．６５６ピクセルを受け容れることを含んでもよい。４：２：２入力仕様では、これは、受け容れられたピクセルごとに真のＹ、Ｃｒ及びＣｂデータを与える（即ち、Ｃｒ、Ｃｂ補間の必要性はない）。これは、各方向の入力レートを四等分し、入力レートを１／１６にドロップし、即ち１３．５ＭＨｚから８４４ＫＨｚへドロップする。又、平滑フィルタは、１５ｘ１５アレーを使用してもよい（これは、１つおきのピクセルしか使用されないので、６０ｘ６０エリアに達する）。平滑化フィルタは、８４４ＫＨｚＸ１６〜１３．５ＭＨｚＦＰＧＡクロック（低速）=７４ｎｓを使用し、従って、５０ＭＨｚの公称ＦＰＧＡクロック周波数=２０ｎｓが使用される。これらの制約が与えられると、帯域巾を次のように計算することができる。

最小帯域巾は、１／（４５０，４５０／１３．５ＭＨｚ）＝１／３３．４ｍＳ＝２９．９４Ｈｚより大きくなければならない。
第１ピクセルは、ＲＡＭから値を読み取るために２０ｎＳにおける１５ｘ１５個のクロック=４．５μｓを必要とする。
第５、第９、・・・第３８８，４９７番目のクロックは、各々、ＲＡＭから値を読み取るために２０ｎＳにおける１５個のクロック=３８８，５００／１６ｘ１５ｘ２０ｎｓ＝７．３ｍｓを必要とする。
全処理時間は、約７．３ｍｓである。
従って、帯域巾=１／７．３ｍｓ＝１３７Ｈｚ＞２９．９４Ｈｚ最小帯域巾要求、となる。

それ故、各次元において各４つ目のピクセルを使用するようにドロップすることにより、この平滑化方法を計算し、そして将来、より複雑な方法及びより高い解像度の基準、例えば、ＨＤＴＶを考慮するに充分な帯域巾が与えられる。

図１２は、５ｘ５マトリクスフィルタである重み付け型平滑化フィルタ１２０の実施例を示す。本発明によれば、Ｙ、Ｃｒ及びＣｂに対して同時に実行される３つのフィルタがあって、第１ビデオユニット１２１₁、第２ビデオユニット１２１₂、及び第３ビデオユニット１２１₃を構成している。図示されていないが、制御ロジックが、フレームバッファメモリを読み取り、ピクセルを登録し、マルチプレクサ及び演算要素を動作し、そしてその結果を平滑化フレームバッファに記憶する。本発明によれば、平滑化フィルタ１２０により実施される方法は、マトリクスにおけるあるピクセルの値をその隣接ピクセルの値と共に平均化することによりデータを平滑化する。少なくとも５本の線がバッファに記憶されるときには、平滑化の第２段階を平滑化ブロックにより実行することができる。平滑化装置は、各ピクセルに対するＹ、Ｃｒ、Ｃｂの値を、その８個のすぐ近傍のピクセルの対応値の７５％、及び中心から更に１ピクセル離れた１６個のピクセルの値の５０％と加算することにより、それらの値を平均化する。この平均化は、各ピクセルごとに、ピクセルの次の列を読み取り、そして全部で２５個の値を組み合せ演算ロジックにおいて同時に平均化することにより、実行される。パイプライン動作では、システムがクロックごとにピクセルを処理しなければならない。

行の終りに、最も上の線をドロップしそして次の線を追加することにより、プロセスを繰り返す。アドレスカウンタを増加することによりピクセルがメモリからアクセスされる。ピクセル値をマルチプレクスすることによりピクセル係数を調整し、１つの行の５つの値全部が、良く知られたウォレスツリー(Wallace Tree)加算器１２４に同時に到達するようにする。それらは、次いで、５つの列の行の値と加算され、その総和が２４で除算される。その値が平滑化バッファに書き込まれる。５０％及び７５％の値は、計算を容易にするために使用される。その第１のものは、ＬＳＢをドロップし、残りのビットを下方にシフトし、そしてＭＳＢにゼロを使用するだけで導出される。７５％の値は、上述したプロセスを再び繰り返して２５％を見出し、次いで、５０％と２５％を一緒に加算することにより導出される。同様の手段により、他の固定の係数を使用してもよい。処理中にセル境界に遭遇したときには、中心ピクセルの登録値を、その境界を横切って存在するピクセルの値とマルチプレクシングにより置き換え、セル境界に対して平滑化を遂行する。図１２において、フィルタは、最も低いレベルの演算ユニット１２２_1-Nがピクセル値の計算を遂行するようにハイアラーキー状態で示されている。５つの演算ユニットは、５個のｘ軸ピクセルに対して動作する軸ユニット１２６を形成する。５つがウォレスツリー加算器１２４で加算される。第１軸ユニットの上下のｙ軸で動作する４つの付加的な軸ユニットは、２５ピクセルのアレーにわたって平均化するように和を２４で除算するビデオユニットを形成する。この例では、あまりロジックを必要としないので、２４が近似値として使用される。２つの付加的なビデオユニット１２１₂、１２１₃は、Ｙ平面及びＣｂ平面に同じオペレーションをサポートする。

図１３は、図５に示すセル平均化フィルタ４８を詳細に示す。セル平均化フィルタは、平滑化フィルタと並列に動作する。平均化フィルタは、所与のセルエリアにおける全ピクセルのルマ／クロマ値を加算し、次いで、そのセル内のピクセル数で除算して、そのセルに対する平均ピクセル値又は淡彩を見出す。この値は、平滑化オペレーションと並列に計算されて、ユーザ制御のもとで平滑化されたデータに適用され、平滑化、淡彩化及びボーダー決めされたパターンを発生する。本発明によれば、ビデオデータは、バイトごとにＹ、Ｃｒ及びＣｂに対して処理される。ピクセルは、セル内の全ピクセルに対する値を合計するアキュムレータ１３０を駆動する。平均化コントローラ（セルデコーダ１３１で示された）は、線及びセルに対するパターンメモリ記述子を読み取り、この記述子は、その線に対してセルがどれほどのピクセル巾であるかコントローラに告げる。各セル及び各線におけるピクセルの値は、アキュムレータ１３０において加算される。到来するピクセルのカウントがそのセルに対する線内のピクセルの数に到達すると、コントローラは、累積値をそのセルに対してレジスタ１３２に記憶し、そして次のセルに対してパターンメモリを再び読み取る。線の終りまでプロセスが繰り返される。線に対する最後のパターン入力を処理した後に、コントローラは、次の位置を読み取り、次の線に対する第１セル記述子のアドレスを知る。

フレームのセルにおける全ピクセルの数は、セルピクセルカウントレジスタ１３４に記憶される。フレームが完了すると、集計セル値を、セルピクセルレジスタに記憶されたセル内のピクセルの合計で除算することにより（除算器１３６を使用して）、各セルの登録されたカラー値が計算される。その結果は、セルに適用されるべき値であり、セルピクセルレジスタ１３８に記憶される。

図１４は、出力／ミクシングブロック５２を詳細に示す。この出力ブロック５２は、更に、セルピクセルレジスタ１３８、加算／減算ユニット１４０、淡彩化ブロック１４２、及びマルチプレクサ１４４を備えている。平滑化されたフレームのセルは、セルピクセルレジスタ１３８に記憶されたセルに対する値により淡彩化される。淡彩の量は、ユーザ制御のもとで加算／減算ユニット１４０を使用して淡彩の量を加算又は減算することにより変更できる。淡彩は、平滑化フレームバッファから読み取られて出力バッファへ書き込まれるデータに適用される。セル境界に到達すると、着色された境界又は生のビデオがマルチプレクサ１４４によりマルチプレクスされて、出力／ミクシングモジュール５２内の出力ステートマシンによりバッファに書き込まれる。種々の淡彩化方法を利用できる。例えば、データを時間混合することもできるし、又は平均カラーをピクセルごとのベースで平滑化値と直接混合することもできる。又、１つのフィルタ出力のみが好ましい場合には、混合をディスエイブルすることもできる。

処理されたピクセルデータは、ビデオエンコーダへ転送される。転送の前に、ユーザは、ビデオデータのプレゼンテーションを変更することができる。例えば、ユーザインターフェイスを経てパターンが変化するときには、フェードアウト及びバックイン(fade-out-and-back-in)機能を発生することができる。又、ユーザインターフェイスは、バイパスチャンネルを選択することにより視覚効果モードをディスエイブルすることもできる。全体的コントラスト、輝度等の他のユーザインターフェイス混合も、ブロックのこの部分において実施できる。最終的に、ピクセルストリームは、基線消去時間で再フォーマットされ、そしてＢＴ．６５６フォーマットでビデオエンコーダへ送信される。

上述したように、本発明によるテレビジョンアートワーク発生システム及び方法は、システムの種々の機能及び動作を実施するためにハードウェアにより実行されるソフトウェア及びファームウェアが埋め込まれたハードウェアの断片として実施されてもよい。例えば、このシステムは、ユーザが、処理されたフレームをフリーズし、処理されたフレームを巻き戻し、処理されたフレームをダウンロードする能力をユーザに与え、処理されたフレームの基礎的な映像をユーザ制御のもとで表示し、フリーズした映像に対するフィルタパターンを変更し、フレームレート出力を調整し、出力フレームを同じパターンで平滑化し、或いは新たなパターン又はマトリクスへとモーフィングするのを許すことができる。

処理された出力フレームをフリーズする（そして「休止」モードに入る）ために、ユーザは、赤外線リモートコントロール装置又は他の制御装置から、現在テレファイア(Telefire)映像をフリーズし又は休止することができる。これを達成するために、装置内の制御回路は、テレファイアプロセスにおいて最後のフレームバッファから映像を出力し続ける。到来するアクティブなビデオは、ユーザがスチール映像を観察している間にドロップされる。

又、システムは、ユーザが映像を巻き戻し、又は／及び丁度「生成」された映像をセーブしそしてコールするのを許すことができる。休止モードにある間に、ユーザは、最近出力されたテレファイアフレームを通して巻き戻しすることができる。これを達成するために、好ましい実施形態は、ビデオＦＩＦＯをシステムに追加する。処理されたフレームは、おそらく、３０Ｈｚのフレームレート未満で出力されるので、記憶されたフレーム対時間フレームについてある倍数を得ることができる。例えば、慣習的な３０Ｈｚフレームレートにおける記憶されたビデオフレームの１秒は、１Ｈｚフレームレートにおいてテレファイア記憶ビデオの３０秒を表わすことができる。ビデオＦＩＦＯは、オフチップのＦＩＦＯ、デュアルポートメモリコントローラを伴うＤＲＡＭ、或いは潜在的に外部メモリインターフェイス、例えば、コンパクトフラッシュ、メモリスティック又はスマートメディアカードとして例示することができる。

又、このシステムは、ユーザが、処理されたフレーム、又は外部配布のための一連のフレームをダウンロードするのも許す。一例において、テレファイアユニットは、マーケッティングの目的でコーナーにおいて「テレファイア(Telefire)」と映像に透かし入れすることができる。実施形態にもよるが、これは、ＩＰアウェア・テレファイア(IP aware Telefire)、プラグインコンパクトフラッシュ、メモリスティック又はスマートメディアカード、或いは外部ビデオレコーダへのリンクを介してのインターネットダウンロードでよい。

又、このシステムは、ユーザが、ユーザ制御のもとで、処理されたフレームの基礎的な映像を表示するのを許すことができる。従って、ユーザは、赤外線リモートコントロール装置又は他の制御装置により、現在処理されたフレームを発生したオリジナルビデオソースを表示する能力を有することになる。テレファイアプロセスは、到来するアクティブなビデオを、到来ビデオフレームバッファに捕獲する（図５の要素４２を参照）。パイプラインプロセスを使用して、各ビデオは、依然、テレファイアプロセスにより、出力映像へと処理される。従って、ソース映像と処理された映像との間のスイッチングは、入力フレームバッファ又は出力フレームバッファのいずれかから引っ張ることのできるビデオマルチプレクサを追加することにより達成される。この機能は、アクティブビデオモード又は休止モードのいずれかで使用することができる。

又、このシステムは、ユーザが、フリーズされた映像に対してパターンフィルタを変更するのも許す。例えば、ユーザが休止モードにある間に、ユーザは、テレファイアプロセスに使用されるパターン又はマトリクスを変更することができる。次いで、ユーザは、種々のパターンを通して循環し又は「サーフィン」し、その各々がフリーズされた映像にどのように作用するか見ることができる。これは、フリーズされたソース映像を入力フレームバッファに保持し、次いで、パターンが変更されるたびにテレファイア回路を経てそれを通常に処理することにより遂行される。

又、このシステムは、ユーザが選択したスチール映像から異なる種類の映像を発生することもでき、この場合、ユーザは、写真を捕獲又は入力し、そしてそれをある方法で処理する。この方法は、ユーザの映像内、特に外側ゾーン又は縁内で視覚情報を探し、そしてストレックスタジオ(Storek Studio)水彩画で行なうように、そのオリジナルを視覚「拡張部」で取り囲むというものである。ｗｗｗ．ｓｔｏｒｅｋｓｔｕｄｉｏ．ｃｏｍの例を参照されたい。これは、ＰＣベースでもよいし、又はテレビジョンを含まない移動装置で処理されてもよい。これは、映像がオリジナル映像の縁から進むので個別のセルを発生する能力を必要とすることがある。

又、このシステムは、ユーザが出力ビデオフレームレートを調整するのを許すこともできる。高速フレームレートは、アクティブなビデオソースを、各フレームを捕獲するワイヤ速度で処理するが、それにより生じる処理された出力は、耳障りな音や又はフリッカーが存在し得る。一般に、ユーザは、出力表示を低速化しそして平滑化するのを希望する。これを達成する最も簡単な方法は、到来するアクティブなビデオの間欠的フレームを処理することであり、これは、システムのソフトウェア／ファームウェアで実施することができる。

又、このシステムは、同じパターンでの出力フレームの平滑化も許し、従って、ユーザ選択のもとで、テレファイアプロセスは、１つの処理されたフレームから次のフレームへとフェードさせる。これを達成するために、２つの出力フレームバッファが必要となり（図５には、１つのフレームバッファ４４しか示されていないが、システムは、２つの出力フレームバッファで実施できる）、その一方は、最新の出力映像を保持し、そして他方は、１フレーム前に処理された映像を保持する。実際の出力ストリームは、古い映像から新たなしい映像へとフェードする。これは、良く知られたように、ルミナンス及びクロミナンスの直線的ピクセルフェードにより行なわれ、そしてソフトウェアで実施することができる。

又、このシステムは、新たなパターン又はマトリクスへのモーフィングも許し、従って、ユーザ選択のもとで、テレファイアプロセスは、１つの適用パターンから異なる適用パターンへスイッチする。このスイッチは、瞬時置き換え、ピクセルフェード、又はパターンモーフィングのいずれかとして行うことができる。パターンモーフィングを行なうために、新たなパターン及び古いパターンの各セルが番号付けされる。このプロセスは、既存のセルでの新たなセルのパーセンテージオーバーラップを計算する。あるパーセンテージオーバーラップより上では、既存のセルが新たなセルへ吸収される。新たなセルは、多数の既存セルを吸収することができる。既存のセルが多数の新たなセルをまたぐ場合には、それが新たなセル間で分割される。モーフィングを行なうために、各セルは、直線又は弧のいずれかにより接続された一連の頂点に分断される。吸収されたセルは、それらの頂点を一緒に移動させて、大きなエンティティの一部分となる。分断されたセルは、付加的な頂点を追加して、既存のセルを新たな多数のセルへと「ピンチオフ」する。

パターンモーフィングは、次の多数の段階へと分断することができ、即ち１）両パターンにおけるセルを番号付けし、２）セル間のオーバーラップを測定し、３）セルマッピングを決定し、４）各セルに対する周囲頂点を確立し、５）頂点距離を計算し、６）頂点マッピングを決定し、そして７）ソース対行先の二次元頂点を増加する。

図１５は、２つのパターン間で行うことのできるモーフィングの一形式を例示する。パターンＡは、初期パターン（ソースパターンとも称される）であり、そしてパターンＢは、新たなパターン（行先パターンとも称される）である。テレファイアは、中間パターン段階を計算し、そしてこれらセルにおけるアクティブなビデオを一方から他方へのパターンモーフィングとして処理し続ける。

ピクセルごとのベースで、ソースパターンセルの各々は、行先パターンセルに対して測定される。パーセンテージオーバーラップが測定されて、セルマッピングを決定する。以下のテーブルは、行先セルを列に有し、そしてソースセルを行に有する。パーセンテージは、ソースセルから到来する行先セルのパーセンテージを表わす。テーブル１は、例示的なテーブルで、図１５へマップするように計算されたものではない。

テーブル１：ソースセルと行先セルとの間の例示的パーセンテージオーバーラップ

パーセンテージオーバーラップが計算されると、セルマッピングが決定される。セルマッピングは、ソースセルが行先にいかにマップされるかを示す。説明上、完全に単一ソースから到来する行先セルを表わすために７０％のスレッシュホールドを使用する。テーブル２において、完全に単一ソースから到来する行先セルは、“Ｘ”でマークする。

テーブル２：例示的セルマッピングテーブル

テーブル２の例において、ソースセル１は、行先セル１及び行先セル３に分割される。ソースセル２は、行先セル２へ１対１にマップする。ソースセル３及び４は、行先セル４を形成するように合成される。

各セルには、その周囲に頂点が割り当てられる。分割されるべきセルは、多数の頂点を有し、そして合成されるべきセルは、若干の頂点を有する。各行先セルが１２８個の頂点を有するここに示す実施形態では、頂点の数は、テーブル３に示す通りである。

テーブル３：例示的頂点数

各々の考えられるソース頂点から各々の考えられる行先頂点への二次元マトリクスを発生するためにテーブルが構築される。距離はピクセルで測定され、テーブル４は、このようなテーブルの一例である。


テーブル４：ソース頂点から行先頂点への距離の例示的マトリクス

テーブル４において明らかなように、各ソースセル頂点は、厳密に１つの行先セル頂点へマップする。

全頂点の最小移動を生じるマッピングを計算するために最小長さプロセスが実行される。これを達成できる方法は、多数ある。１つの解決策は、全ソース頂点の最小距離を計算し、距離を増加する順に分類し、そして最も高い数を得ることである。これは、最も遠いところへ強制的に移動される頂点への優先的ルートを与える。次いで、行先頂点がルートリストから除去され、リストが再分類され、そして次の対で同じプロセスが繰り返される。

最小長さプロセスが実行されると、各ソース頂点がどの行先頂点に向かうか厳密に分かる。次いで、このプロセスは、ソースｘ、ｙ座標から行先ｘ、ｙ座標へ所定のステップ数で歩進する。３０Ｈｚのリフレッシュレート及び３秒のパターンモーフィングの場合、これは、９０ステップとなる。

この開示は、テレビジョンに到着するＮＴＳＣ放送ビデオに向けられたが、このプロセスは、広範囲なビデオ規格に適用できる。パケットネットワークにわたる圧縮ストリームビデオの使用が増すにつれて、ＭＰＥＧ−４及びＨ．２６４のような規格が益々一般的になる。これらの状況では、テレファイアプロセスがコーデックを直接的に変更する独特の機会をもつ。このような変更の利点は、何であれハードウェア又は処理の増加の必要性を伴わずに、比較的僅かなコード変化で劇的な視覚化技術をもたらし得ることである。一実施形態は、モーション推定又はＰ及びＢフレームを不変としながらも、Ｈ．２６４ストリームの“Ｉフレーム”を変更することである。Ｉフレームは、慣習的なテレファイアパターンプロセスと同様の何かにより変更できるが、時間的なモーションフレームは、次のＩフレームの到着前に、関心のある情報を増分的に且つ視覚的に追加する。

又、このシステムは、映像の拡張も許すことができる。特に、ユーザは、ユーザが選択したスチール映像から拡張された新たな映像を発生することができる。このスチール映像は、ビデオのストリームから捕獲することもできるし、又は既存のスチール映像として選択することもできる。このプロセスは、オリジナルのスチール映像を太いボーダーで取り巻き、オリジナル映像を新たな大きな映像の中心において「種」とする。このプロセスは、次いで、スチール映像内、特に外側ゾーン又は縁内で視覚情報を探し、そしてそのオリジナル映像を視覚「拡張部」で取り囲む。この映像拡張は、既存のテレファイア埋設システム内に例示されるが、異なる処理方法となろう。又、これを映像操作とするか又はビデオフィルタとするか、或いはＰＣ（パーソナルコンピュータ）又はおそらくウェブサイトで実行するという可能性もある。更に別の潜在的実施は、セルラー電話、又はカメラを埋設したＰＤＡである。捕獲された写真は、視覚化の改善を迅速に付加して、記憶又は送信することができる。

このシステムは、カラー拡張を利用して映像拡張を実施することができる。最も簡単な解決策は、オリジナル写真の縁においてカラーを単に拡張するものであり、これは、処理能力の低い装置、又は追加「ボーダー」が比較的細い状況に適している。映像拡張を実施する別の解決策は、オリジナル写真の外側ゾーンの周りで、縁検出プロセスを使用して、カラー、勾配、又は線の遷移を検出することである。これらの線は、次いで、追加されたボーダーへと拡張し、潜在的な更なる処理に対して個別セルの境界として使用することができる。映像拡張を実施する別の解決策では、このプロセスは、オリジナル映像を、潜在的背景のデータベースと比較する。背景は、カラー又は縁のマッチングに基づいて選択され、そしてオリジナル写真を拡張するように段階的導入される。ユーザは、選択された写真に対して選択された背景を選ぶ能力も有する。例えば、ユーザは、自分の裏庭で写真を撮影し、次いで、ハワイの美しいビーチの背景にフェードし、そして親戚の者へｅメールする。映像拡張を実施する更に別の解決策は、各々の新たな環を、最後の環における近方ピクセルの計算に基づいて有機的に成長させる方法で、新たなボーダーを埋める視覚化プロセスである。

以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の原理及び精神から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲により限定されるものとする。

従来の視覚表示システムを示す図である。 本発明によるシステムにより発生される視覚効果／アートワークの２つの例を示す図である。 本発明によるマトリクスの一部分を例示する図である。 本発明による視覚効果発生システムの好ましい実施形態を示すブロック図である。 本発明による視覚効果発生システムのフィールドプログラム可能なゲートアレー（ＦＰＧＡ）の実施例を示す図である。 図５に示す入力／制御ブロックを詳細に示す図である。 特定のパターン／マトリクスに対するパターンメモリのデータを例示する図である。 パターンメモリ内の次のパターンインデックスデータを例示する図である。 図５に示すデジタルフィルタを詳細に示す図である。 本発明による平滑化フィルタを実施する平滑化方法を詳細に示す図である。 本発明による平滑化フィルタを実施する平滑化方法を詳細に示す図である。 重み付けされた平滑化フィルタの実施例を示す図である。 図５に示すセル平均化フィルタ４８を詳細に示す図である。 出力／マトリクスブロックを詳細に示す図である。 ２つのパターン間で行うことのできるモーフィングの一形式を例示する図である。

Claims (27)

1. 記憶ユニットと、
   前記記憶ユニットに接続され、到来するテレビジョン信号を変更して、視覚効果を発生する視覚効果ジェネレータであって、前記視覚効果が前記記憶ユニットに記憶され、次いで、テレビジョンに表示されるようにした視覚効果ジェネレータと、
   を備え、前記視覚効果ジェネレータは、到来するテレビジョン信号を、前記記憶ユニットに記憶されたパターンに基づいて変更するデジタルフィルタを更に含む、娯楽装置。
2. テレビジョンの視覚効果を発生する方法において、
   到来するテレビジョン信号を受信するステップと、
   前記到来するテレビジョン信号に対して１つ以上のフィルタリングオペレーションを遂行して、変更されたテレビジョン信号を発生するステップであって、前記１つ以上のフィルタリングオペレーションは、テレビジョン信号の各ピクセルに対して同時に遂行されるセル平均化オペレーション及びセル平滑化オペレーションを更に含むものであるステップと、
   前記変更されたテレビジョン信号をテレビジョンへ出力して、前記変更されたテレビジョン信号を表示するステップと、
   を備えた方法。
3. 記憶ユニットと、
   前記記憶ユニットに接続され、到来するテレビジョン信号を変更して視覚効果を発生する視覚効果ジェネレータであって、前記視覚効果は、前記記憶ユニットに記憶され、次いで、テレビジョンに表示され、更に、到来するテレビジョン信号を、前記記憶ユニットに記憶されたパターンに基づいて変更するデジタルフィルタを含んでいる視覚効果ジェネレータと、
   前記視覚効果ジェネレータがアクティブでないときに、前記到来するテレビジョン信号を変更せずに表示するのを許すバイパスユニットと、
   を備えた装置。
4. 前記視覚効果は、複数のフィルタされた隣接セルで構成されるマトリクスを更に含む、請求項３に記載の装置。
5. 前記マトリクスは全テレビジョンビューエリアを細分化する、請求項４に記載の装置。
6. 前記マトリクスは、６０から１００個のセルを更に含む、請求項４に記載の装置。
7. 前記マトリクスの各セルは、セルルミナンス及びセルクロミナンスを更に含み、前記セルルミナンスは、セル内の前記到来するテレビジョン信号からの１つ以上のピクセルの集合的ルミナンスに対応し、そして前記セルクロミナンスは、セル内の前記到来するテレビジョン信号からの１つ以上のピクセルの集合的クロミナンスに対応する、請求項４に記載の装置。
8. 前記記憶ユニットは、前記マトリクスを発生するのに使用されるパターンを含むパターンメモリを更に備えた、請求項４に記載の装置。
9. 前記デジタルフィルタは、前記マトリクスを発生するために前記パターンメモリからパターンを受け取る、請求項８に記載の装置。
10. 前記デジタルフィルタは、前記パターンメモリに含まれた第１パターンと第２パターンとの間で遷移する、請求項９に記載の装置。
11. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、前記第１パターンと第２パターンとの間のオーバーラップを測定することを含む、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、前記第１パターンと第２パターンとの間のオーバーラップの量に基づいて前記第１パターンを前記第２パターンにマップすることを含む、請求項１０に記載の装置。
13. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、
    前記第１パターン及び第２パターンに対する頂点を確立すること、及び
    前記第１パターンに対する頂点の１つと、前記第２パターンの頂点の１つとの間の距離を計算すること、
    を含む請求項１０に記載の装置。
14. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、全ての頂点の最小移動を生じさせるマッピングを選択することを更に含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、
    前記第１パターン及び第２パターンに対する頂点を確立すること、及び
    リフレッシュレートに基づいて決定された所定数のステップで前記第１パターンに対する頂点から前記第２パターンに対する頂点へ移動すること、
    を含む請求項１０に記載の装置。
16. 前記第１パターンと第２パターンとの間の遷移は、
    前記第１パターンと第２パターンとの間のオーバーラップを測定すること、
    前記オーバーラップに基づいて前記第１パターンを前記第２パターンにマッピングすること、
    前記第１パターン及び第２パターンに対する頂点を確立すること、
    前記第１パターンに対する頂点の１つと、前記第２パターンの頂点の１つとの間の距離を計算すること、
    全ての頂点の最小移動を生じさせるマッピングを選択すること、及び
    リフレッシュレートに基づいて決定された所定数のステップで前記第１パターンにおける頂点から前記第２パターンにおける頂点へ移動すること、
    を含む請求項１０に記載の装置。
17. 前記デジタルフィルタは、セルの一部分であるピクセルのクロミナンス及びルミナンスを平均化するセル平均化フィルタを更に含む、請求項７に記載の装置。
18. 前記デジタルフィルタは、セル内のピクセル値の窓を使用してセルルミナンス及びセルクロミナンスを決定するセル平滑化フィルタを更に含む、請求項１７に記載の装置。
19. 前記デジタルフィルタは、平均平滑化フィルタを更に含む、請求項３に記載の装置。
20. 前記デジタルフィルタは、スキップ及び充填平滑化フィルタを更に含む、請求項３に記載の装置。
21. 前記デジタルフィルタは、重み付け平滑化フィルタを更に含む、請求項３に記載の装置。
22. 前記デジタルフィルタは、セル平滑化フィルタを更に含む、請求項３に記載の装置。
23. 新たなパターンのダウンロードを許すユーザインターフェイスユニットを更に備えた、請求項３に記載の装置。
24. 前記新たなパターンは、到来するテレビジョン信号に埋め込まれた信号からダウンロードされる、請求項２３に記載の装置。
25. 前記ユーザインターフェイスは視覚効果のフリーズを許す、請求項２３に記載の装置。
26. 前記ユーザインターフェイスは視覚効果の巻き戻しを許す、請求項２３に記載の装置。
27. 前記ユーザインターフェイスは到来するテレビジョン信号の表示を許す、請求項２３に記載の装置。

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